JP5290530B2 - Electron multiplier type imaging device - Google Patents

Electron multiplier type imaging device Download PDF

Info

Publication number
JP5290530B2
JP5290530B2 JP2007070776A JP2007070776A JP5290530B2 JP 5290530 B2 JP5290530 B2 JP 5290530B2 JP 2007070776 A JP2007070776 A JP 2007070776A JP 2007070776 A JP2007070776 A JP 2007070776A JP 5290530 B2 JP5290530 B2 JP 5290530B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron
unit
signal
gain
test
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2007070776A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008236176A5 (en
JP2008236176A (en
Inventor
昌宏 八所
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2007070776A priority Critical patent/JP5290530B2/en
Priority to US12/050,303 priority patent/US7579575B2/en
Publication of JP2008236176A publication Critical patent/JP2008236176A/en
Publication of JP2008236176A5 publication Critical patent/JP2008236176A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5290530B2 publication Critical patent/JP5290530B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/76—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the image signals

Description

本発明は、たとえばデジタルカメラやカメラ機能付の携帯電話機に使用される固体撮像素子の光電変換後の信号電荷の増倍を行う電子増倍型撮像装置に係わり、たとえば電子増倍型ＣＣＤ撮像素子を使用し、そのゲインの安定化を図るのに好適な電子増倍型撮像装置に関する。 The present invention relates to an electron multiplying image pickup apparatus that performs signal charge multiplication after photoelectric conversion of a solid-state image pickup device used in, for example, a digital camera or a mobile phone with a camera function, for example, an electron multiplying CCD image pickup device. The present invention relates to an electron multiplying type imaging apparatus suitable for stabilizing the gain.

固体撮像素子を高感度化するための一手法として、インパクト・イオン化現象を利用した電子増倍型ＣＣＤ（Charged Coupled Device）撮像素子がある（たとえば特許文献１参照）。ここでインパクト・イオン化現象とは、電界により加速された電子が、結晶格子との衝突によって電子と正孔を発生させる現象である。   As a technique for increasing the sensitivity of a solid-state imaging device, there is an electron multiplying CCD (Charged Coupled Device) imaging device using an impact ionization phenomenon (see, for example, Patent Document 1). Here, the impact ionization phenomenon is a phenomenon in which electrons accelerated by an electric field generate electrons and holes by collision with a crystal lattice.

図７は、電子増倍型ＣＣＤ撮像素子の一例を原理的に示したものである。電子増倍型ＣＣＤ撮像素子１００は、フォトダイオード１０１と垂直ＣＣＤレジスタ１０２が配置された撮像領域１０３と、この撮像領域１０３からの信号電荷を蓄積するための蓄積領域１０４を備えている。水平ＣＣＤレジスタ１０５は、蓄積領域１０４に蓄積された信号電荷を受け取って水平方向に転送する役割を果たしている。   FIG. 7 shows an example of an electron multiplying CCD image sensor in principle. The electron multiplying CCD image pickup device 100 includes an image pickup region 103 in which a photodiode 101 and a vertical CCD register 102 are arranged, and a storage region 104 for storing signal charges from the image pickup region 103. The horizontal CCD register 105 serves to receive the signal charges accumulated in the accumulation area 104 and transfer them in the horizontal direction.

電子増倍ＣＣＤレジスタ１０６は、この水平ＣＣＤレジスタ１０５と縦続接続されており、転送されてきた信号電荷の増倍を行うようになっている。電子増倍ＣＣＤレジスタ１０６によって増幅された信号電荷は、電荷−電圧変換を行なう出力アンプ１０７に入力されて、電荷に対応した電圧信号１０８を出力端子１０９から出力するようになっている。   The electron multiplying CCD register 106 is cascade-connected to the horizontal CCD register 105, and performs multiplication of the transferred signal charge. The signal charge amplified by the electron multiplying CCD register 106 is input to an output amplifier 107 that performs charge-voltage conversion, and a voltage signal 108 corresponding to the charge is output from an output terminal 109.

図８は、図７に示した電子増倍ＣＣＤレジスタの電荷の転送と増倍の様子を表わしたものである。電子増倍ＣＣＤレジスタ１０６は、図で紙面と垂直方向にその面を配置されたゲート酸化膜１２１を有している。ゲート酸化膜１２１の上面には、電荷の転送される方向に沿って、第１および第２の水平転送ゲート電極１２２、１２３および電子増倍ゲート電極１２４が、それぞれ所定の間隔を置いてゲート酸化膜１２１と対向配置されている。   FIG. 8 shows how charges are transferred and multiplied in the electron multiplying CCD register shown in FIG. The electron multiplying CCD register 106 has a gate oxide film 121 whose surface is arranged in a direction perpendicular to the paper surface in the figure. On the upper surface of the gate oxide film 121, the first and second horizontal transfer gate electrodes 122 and 123 and the electron multiplier gate electrode 124 are respectively gate-oxidized at predetermined intervals along the direction in which charges are transferred. The film 121 is disposed to face the film 121.

この図８には、ゲート酸化膜１２１の下のポテンシャル分布も模式的に示している。第１の水平転送ゲート電極１２２と第２の水平転送ゲート電極１２３のポテンシャル差に比べると、第２の水平転送ゲート電極１２３と電子増倍ゲート電極１２４の間に深いポテンシャル差１３１が存在している。   In FIG. 8, the potential distribution under the gate oxide film 121 is also schematically shown. Compared to the potential difference between the first horizontal transfer gate electrode 122 and the second horizontal transfer gate electrode 123, there is a deep potential difference 131 between the second horizontal transfer gate electrode 123 and the electron multiplication gate electrode 124. Yes.

このような電子増倍型ＣＣＤ撮像素子１００の動作を次に説明する。まず、フォトダイオード１０１に照射した光によって光電変換された信号電荷１４１は、垂直ＣＣＤレジスタ１０２によって読み出される。読み出された信号電荷１４１は、撮像領域１０３と蓄積領域１０４を順に垂直転送される。そして、更に水平ＣＣＤレジスタ１０５を水平転送されて、電子増倍ＣＣＤレジスタ１０６へと送り込まれる。   The operation of the electron multiplying CCD image sensor 100 will be described next. First, the signal charge 141 photoelectrically converted by the light applied to the photodiode 101 is read by the vertical CCD register 102. The read signal charge 141 is vertically transferred through the imaging region 103 and the storage region 104 in order. Further, the horizontal CCD register 105 is further horizontally transferred and sent to the electron multiplying CCD register 106.

電子増倍ＣＣＤレジスタ１０６に到達した信号電荷１４１としての電子は、電子増倍ゲート電極１２４に高い電圧を印加することによって生じた深いポテンシャル差（高電界）１３１によって加速される。そして、シリコン結晶格子と衝突することによって、インパクト・イオン化現象を起こし、高電界領域での衝突電離１４２を行って、新たな電子１４４と正孔１４５の対を生成する。   Electrons as the signal charges 141 that have reached the electron multiplication CCD register 106 are accelerated by a deep potential difference (high electric field) 131 generated by applying a high voltage to the electron multiplication gate electrode 124. Then, impact ionization occurs by colliding with the silicon crystal lattice, and impact ionization 142 is performed in a high electric field region to generate a new pair of electrons 144 and holes 145.

このインパクト・イオン化現象によって生成された正孔１４５はシリコン基板側に流れて消滅する。電子１４４の方はポテンシャルウェル層に捕獲されて逐電される。図８では簡略化された構造で説明したが、以上説明したような動作を数百段の電子増倍ゲート電極１２４で繰り返して実行することにより、信号電荷１４１の増倍が可能となる。   Holes 145 generated by this impact ionization phenomenon flow to the silicon substrate side and disappear. The electrons 144 are trapped in the potential well layer and discharged. Although the simplified structure has been described with reference to FIG. 8, the signal charge 141 can be multiplied by repeatedly executing the operation as described above with the electron multiplying gate electrode 124 of several hundred stages.

図９は、以上のような動作を行う電子増倍型ＣＣＤ撮像素子の電子増幅ゲート電圧と電子増幅ゲインの関係を表わしたものである。実線１６１で示したように、図８に示した電子増倍ゲート電極１２４に印加する電圧を高くするに従って、電子増倍ゲインが高くなることが分かる。
特開２００６−２０３２２２号公報（第０００８段落、図１、図２Ｂ） FIG. 9 shows the relationship between the electronic amplification gate voltage and the electronic amplification gain of the electron multiplying CCD image pickup device that performs the above operation. As indicated by the solid line 161, it can be seen that the electron multiplication gain increases as the voltage applied to the electron multiplication gate electrode 124 shown in FIG.
Japanese Patent Laying-Open No. 2006-203222 (paragraph 0008, FIGS. 1 and 2B)

ところで、図９には電子増倍型ＣＣＤ撮像素子１００について実線で示した特性曲線１６１の他に、破線で示した特性曲線１６２が示されている。電子増倍型ＣＣＤ撮像素子１００は、経時変化と共に所定の電子増倍ゲインを与える電子増倍ゲート電圧が高電圧側にシフトすることがある。破線で示した特性曲線１６２は、このような経時変化後の一例を示したのである。この例では、特性曲線１６１と比較すると、経時変化と共に、特性曲線１６２は高電圧側へ約２Ｖ平行移動している。   FIG. 9 shows a characteristic curve 162 indicated by a broken line in addition to the characteristic curve 161 indicated by the solid line for the electron multiplying CCD image pickup device 100. In the electron multiplying CCD image pickup device 100, the electron multiplying gate voltage giving a predetermined electron multiplying gain may shift to the high voltage side with time. A characteristic curve 162 indicated by a broken line shows an example after such a change with time. In this example, as compared with the characteristic curve 161, the characteristic curve 162 is shifted by about 2V toward the high voltage side as time passes.

以上説明したように、電子増倍型ＣＣＤ撮像素子１００の特性が経時変化するものとする。当初、電子増倍ゲート電圧を約１９Ｖに設定して、特性曲線１６１から電子増倍ゲイン約１０００倍を得ていたとする。経時変化によって特性曲線１６１が特性曲線１６２に変化すると、電子増倍ゲート電圧を約１９Ｖに設定しても電子増倍ゲインはほぼゼロとなる。このような電子増倍ゲインの急激な変化が生じたとすると、電子増倍型ＣＣＤ撮像素子１００を用いたカメラの安定動作に大きな問題が生じる。   As described above, it is assumed that the characteristics of the electron multiplying CCD image sensor 100 change over time. Initially, it is assumed that the electron multiplication gate voltage is set to about 19 V and the electron multiplication gain is about 1000 times from the characteristic curve 161. When the characteristic curve 161 changes to the characteristic curve 162 due to the change over time, the electron multiplication gain becomes substantially zero even if the electron multiplication gate voltage is set to about 19V. If such a rapid change in the electron multiplication gain occurs, a serious problem arises in the stable operation of the camera using the electron multiplication type CCD image pickup device 100.

そこで、本発明の目的は、撮像素子の経時的なゲインシフトを容易に校正することができる電子増倍型撮像装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electron multiplier type imaging apparatus that can easily calibrate a gain shift with time of an imaging element.

本発明では、光電変換素子を備えた撮像手段と、この撮像手段の光電変換素子から出力される信号電荷を転送する電荷転送部と、この電荷転送部により転送される信号電荷にゲート電極から電界を印加してインパクト・イオン化現象により電子を増倍する電子増倍部を備え、この電子増倍部を構成する電子増倍ゲート電極に印加する電圧を調整することにより所望の電子増倍ゲインを得る電子増倍型撮像装置において、（イ）前記した電子増倍ゲート電極に印加する電圧に対応する電子増倍ゲインを記憶する電子増倍ゲイン記憶部と、（ロ）前記した電荷転送部が前記した信号電荷を転送する周期よりも十分長く前記した電子増倍型撮像装置の電子増倍ゲインが経時変化を生じさせる可能性のある予め定めた所定の日時が到来するたびにテストを行うテストモードに移行する指示を行う時計回路部と、（ハ）この時計回路部がテストモードに移行する指示を行うたびに前記した電子増倍部に対してテスト用に設定された基準レベルのテスト信号を供給するテスト信号供給部と、（ニ）前記した電子増倍部により電子が増倍されたテスト信号のレベルと予め求めた期待値レベルとを比較し、前記したテスト信号レベルが前記した期待値レベルと等しいか大きくなるまで、前記した電子増倍ゲート電極に印加する電圧に対応する前記した電子増倍ゲインを１単位ずつアップさせて調整する制御部と、（ホ）この制御部による調整後の電子増倍ゲインを前記した電子増倍ゲイン記憶部に上書きする電子増倍ゲイン更新部とを具備する。 In the present invention, an image pickup unit including a photoelectric conversion element, a charge transfer unit that transfers a signal charge output from the photoelectric conversion element of the image pickup unit, and an electric field from the gate electrode to the signal charge transferred by the charge transfer unit And an electron multiplier that multiplies electrons by impact ionization phenomenon, and a desired electron multiplication gain can be obtained by adjusting the voltage applied to the electron multiplier gate electrode constituting this electron multiplier. In the obtained electron multiplying type imaging device, (a) an electron multiplying gain storage unit that stores an electron multiplying gain corresponding to a voltage applied to the electron multiplying gate electrode, and (b) the charge transfer unit described above Te whenever a predetermined date and time predetermined for the electron multiplication gain of the electron multiplying image pickup device to which the sufficiently longer than the period for transferring the signal charge is likely to cause a change over time arrives A clock circuit for performing an instruction to shift to the test mode for bets, (c) criteria set for testing the electron multiplier section above each time that an instruction to the clock circuit unit is shifted to the test mode A test signal supply unit for supplying a test signal of a level; (d) a test signal level obtained by comparing the level of a test signal in which electrons have been multiplied by the electron multiplying unit described above with a predetermined expected value level; until but greater or equal to the expected value levels above, the above-mentioned control unit for the electron multiplication gain above that corresponding to the voltage applied to the electron multiplication gate electrode is incremented by one unit adjusted, (e) the An electron multiplication gain update unit that overwrites the electron multiplication gain storage unit after the adjustment by the control unit.

以上説明したように本発明によれば、インパクト・イオン化現象により電子を増倍する撮像装置で生じる経時変化に伴うゲインシフトを校正し容易に安定化させることができるだけでなく、温度等の他の環境要因による増幅率の変動にも同様に対処して、増幅率の補正を行うことが可能になる。   As described above, according to the present invention, not only can a gain shift accompanying a change with time occurring in an imaging apparatus that multiplies electrons by an impact / ionization phenomenon be calibrated and stabilized easily, Similarly, it is possible to correct the amplification factor by coping with fluctuations in the amplification factor due to environmental factors.

以下実施例につき本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

図１は、本発明の一実施例における電子増倍型ＣＣＤ撮像装置の構成を表わしたものである。この電子増倍型ＣＣＤ撮像装置２００は、図示しない被写体を撮影するための光学レンズ２０１を備えている。光学レンズ２０１を通った光線２０２の焦点位置には、電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３の受光面が配置されている。電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３から出力される電圧信号２０４は、映像信号処理回路２０５に入力されて、各種の信号処理が行われ、その出力端子２０６に処理後の映像信号２０７が出力されるようになっている。   FIG. 1 shows the configuration of an electron multiplying CCD image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention. The electron multiplying CCD image pickup apparatus 200 includes an optical lens 201 for shooting a subject (not shown). At the focal position of the light beam 202 that has passed through the optical lens 201, the light receiving surface of the electron multiplying CCD image sensor 203 is disposed. The voltage signal 204 output from the electron multiplying CCD image sensor 203 is input to the video signal processing circuit 205, where various signal processing is performed, and the processed video signal 207 is output to the output terminal 206. It is like that.

映像信号処理回路２０５内の映像レベル検出部２０８は、映像レベル２０９のピークを検出するようになっている。検出したピークの映像レベル２０９は、主制御部２１１に入力される。主制御部２１１は、この電子増倍型ＣＣＤ撮像装置２００の全体的な制御を行う中央処理装置によって構成されており、その内部にはＣＰＵ（Central Processing Unit）２１２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリ２１３が配置されている。ここでメモリ２１３には、制御プログラムが格納されており、これをＣＰＵ２１２が実行することで各種の制御が実現されるようになっている。   The video level detection unit 208 in the video signal processing circuit 205 detects the peak of the video level 209. The detected peak video level 209 is input to the main control unit 211. The main control unit 211 is configured by a central processing unit that performs overall control of the electron multiplying CCD image pickup device 200, and includes a CPU (Central Processing Unit) 212 and a ROM (Read Only Memory). A memory 213 is arranged. Here, a control program is stored in the memory 213, and various controls are realized by the CPU 212 executing the control program.

本実施例では、検出した映像レベル２０９を基にして、主制御部２１１が電子増倍ゲインを制御する電子増倍ゲイン制御信号２１５と、テスト用の基準レベルを制御する基準レベル制御信号２１６およびテスト時とそれ以外の通常時の信号切り替えを指示する切替信号２１７を出力するようになっている。   In the present embodiment, based on the detected video level 209, the main control unit 211 controls the electron multiplication gain control signal 215 for controlling the electron multiplication gain, the reference level control signal 216 for controlling the test reference level, and A switching signal 217 for instructing signal switching at the time of the test and other normal times is output.

このうち電子増倍ゲイン制御信号２１５は、電子増倍ゲート駆動回路２１８に入力される。電子増倍ゲート駆動回路２１８から出力される電子増倍ゲート電圧印加信号２１９は、電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３の電子増倍ゲート入力端子２２１に入力され、電子増倍ゲート電圧の制御が行われるようになっている。基準レベル制御信号２１６の方は、テスト信号発生回路２２２に入力される。テスト信号発生回路２２２は、電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３のテストを行う所定のタイミングでテスト信号２２３を発生し、これを電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３のテスト信号入力端子２２４に入力するようになっている。また、主制御部２１１から出力される切替信号２１７は、電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３の切替信号入力端子２２５に入力されるようになっている。   Among these, the electron multiplication gain control signal 215 is input to the electron multiplication gate drive circuit 218. An electron multiplying gate voltage application signal 219 output from the electron multiplying gate drive circuit 218 is input to the electron multiplying gate input terminal 221 of the electron multiplying CCD image pickup device 203 to control the electron multiplying gate voltage. It has come to be. The reference level control signal 216 is input to the test signal generation circuit 222. The test signal generation circuit 222 generates a test signal 223 at a predetermined timing for testing the electron multiplying CCD image sensor 203, and inputs the test signal 223 to the test signal input terminal 224 of the electron multiplying CCD image sensor 203. It has become. The switching signal 217 output from the main control unit 211 is input to the switching signal input terminal 225 of the electron multiplying CCD image sensor 203.

このような構成の電子増倍型ＣＣＤ撮像装置２００で、電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３は光学レンズ２０１を通過した光線２０２を入射して、信号電荷に変換する。そして、変換後の信号電荷を増倍して時系列の電圧信号２０４として出力する。ただし、電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３の電子増倍ゲインの特性は、すでに図９で説明したように経時変化する。本実施例では主制御部２１１による電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３の制御によって、このような経時変化を補正した電圧信号２０４がこれから出力され、映像信号処理回路２０５を経て映像信号２０７が出力端子２０６から出力されるようになっている。   In the electron multiplying CCD image pickup apparatus 200 having such a configuration, the electron multiplying CCD image pickup element 203 receives the light beam 202 that has passed through the optical lens 201 and converts it into a signal charge. Then, the converted signal charge is multiplied and output as a time-series voltage signal 204. However, the characteristics of the electron multiplication gain of the electron multiplying CCD image sensor 203 change over time as already described with reference to FIG. In this embodiment, the voltage signal 204 corrected for such a change with time is output by the control of the electron multiplying CCD image pickup device 203 by the main control unit 211, and the video signal 207 is output to the output terminal via the video signal processing circuit 205. 206 is output.

図２は、本実施例の電子増倍型ＣＣＤ撮像素子を原理的に示したものである。この図２で図７と同一部分には同一の符号を付している。本実施例の電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３は、図７に示した従来の電子増倍型ＣＣＤ撮像素子１００と比べると電子増倍ＣＣＤレジスタ１０６の手前に入力信号切替部２３１を備えている。入力信号切替部２３１にはテスト信号入力端子２２４からテスト信号２２３が入力され、また、切替信号入力端子２２５から切り替えを指示する切替信号２１７が入力されるようになっている。   FIG. 2 shows in principle the electron multiplying CCD image pickup device of this embodiment. In FIG. 2, the same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals. The electron multiplying CCD image pickup device 203 of this embodiment includes an input signal switching unit 231 in front of the electron multiplying CCD register 106 as compared with the conventional electron multiplying CCD image pickup device 100 shown in FIG. . A test signal 223 is input from the test signal input terminal 224 to the input signal switching unit 231, and a switching signal 217 for instructing switching is input from the switching signal input terminal 225.

テスト時には、この切替信号２１７が入力信号切替部２３１の入力系統を切り替えて、垂直ＣＣＤレジスタ１０２を転送してくる信号電荷の代わりにテスト信号２２３の選択を行うようになっている。これにより、テスト時にはテスト信号２２３が電子増倍レジスタ１０６に入力されて、その信号電荷の増倍が行われる。図１に示した電子増倍ゲート電圧印加信号２１９によって、図８に示した電子増倍ゲート電極１２４に印加する電圧を可変ことで、第２の水平転送ゲート電極１２３と電子増倍ゲート電極１２４の間のポテンシャル差１３１を調整するようになっている。   At the time of testing, the switching signal 217 switches the input system of the input signal switching unit 231 so that the test signal 223 is selected instead of the signal charge transferred to the vertical CCD register 102. As a result, during the test, the test signal 223 is input to the electron multiplication register 106, and the signal charge is multiplied. By changing the voltage applied to the electron multiplication gate electrode 124 shown in FIG. 8 by the electron multiplication gate voltage application signal 219 shown in FIG. 1, the second horizontal transfer gate electrode 123 and the electron multiplication gate electrode 124 are changed. The potential difference 131 between them is adjusted.

図３は、このような構成の電子増倍型ＣＣＤ撮像装置の制御内容を示したものである。図１および図８と共に説明する。主制御部２１１は、この電子増倍型ＣＣＤ撮像装置２００に内蔵されている時計回路がたとえば１ヶ月経過するごとに、あるいはユーザが図示しない操作パネルのテストモード用のスイッチを押すことで、テストモードに移行するようになっている。   FIG. 3 shows the control contents of the electron multiplying CCD image pickup apparatus having such a configuration. This will be described with reference to FIGS. The main control unit 211 performs a test every time the clock circuit built in the electron multiplying CCD image pickup device 200 elapses, for example, for one month or when the user presses a test mode switch on an operation panel (not shown). Transition to mode.

テストモードに移行すると（ステップＳ３０１：Ｙ）、主制御部２１１は、基準レベルのテスト信号の出力をテスト信号発生回路２２２に指示する（ステップＳ３０２）。これにより、テスト信号発生回路２２２からはテスト用に設定された基準レベルのテスト信号２２３がテスト信号入力端子２２４を通じて入力信号切替部２３１に入力される。この状態で、主制御部２１１は切替信号２１７を切替信号入力端子２２５に入力して、垂直ＣＣＤレジスタ１０２を転送してくる信号電荷の代わりにテスト信号２２３の選択を行わせる（ステップＳ３０３）。そして、このテスト信号２２３を電子増倍レジスタ１０６に通した場合の映像信号レベルの期待値を算出する（ステップＳ３０４）。   When the test mode is entered (step S301: Y), the main control unit 211 instructs the test signal generation circuit 222 to output a reference level test signal (step S302). As a result, the test signal generation circuit 222 inputs the test signal 223 at the reference level set for the test to the input signal switching unit 231 through the test signal input terminal 224. In this state, the main control unit 211 inputs the switching signal 217 to the switching signal input terminal 225 to select the test signal 223 instead of the signal charge transferred to the vertical CCD register 102 (step S303). Then, an expected value of the video signal level when the test signal 223 is passed through the electron multiplier register 106 is calculated (step S304).

このようにしてテスト信号２２３として注入された単位時間当たり一定した基準量となった電荷が電子増倍レジスタ１０６を通過すると、電荷が増倍された状態で映像レベル検出部２０８が、テスト時の映像レベル２０９を検出する。このピークの映像レベル２０９の検出値は主制御部２１１に入力されて判読される（ステップＳ３０５）。主制御部２１１は判読した検出値がステップＳ３０４で算出した期待値よりも小さいかを判別する（ステップＳ３０６）。小さければ（Ｙ）、電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３の経時変化が進行していることになる。そこで、この場合には電子増倍ゲインの不足分をカバーするために、電子増倍ゲイン制御信号２１５によって電子増倍ゲインを一単位だけアップさせる（ステップＳ３０７）。   In this way, when the charge having a constant reference amount injected per unit time injected as the test signal 223 passes through the electron multiplication register 106, the video level detection unit 208 in the state where the charge has been multiplied, Video level 209 is detected. The detected value of the peak video level 209 is input to the main control unit 211 and interpreted (step S305). The main control unit 211 determines whether or not the read detection value is smaller than the expected value calculated in step S304 (step S306). If it is smaller (Y), the time-dependent change of the electron multiplying CCD image sensor 203 is progressing. Therefore, in this case, in order to cover the shortage of the electron multiplication gain, the electron multiplication gain is increased by one unit by the electron multiplication gain control signal 215 (step S307).

そして、このアップした電子増倍ゲインの状態で、基準レベルのテスト信号の出力をテスト信号発生回路２２２に指示する（ステップＳ３０８）。そしてステップＳ３０５に進んで、新たな電子増倍ゲインによるピークの映像レベル２０９の検出値を判読し、これが期待値よりも小さいかを再度、比較する（ステップＳ３０６）。この結果、まだピークの映像レベル２０９の検出値の方が期待値よりも小さい場合には（Ｙ）、同様の処理を繰り返して電子増倍ゲインを一単位ずつ増加させる（ステップＳ３０５〜ステップＳ３０８）。   Then, the test signal generation circuit 222 is instructed to output a reference level test signal in the increased electron multiplication gain state (step S308). In step S305, the detection value of the peak video level 209 due to the new electron multiplication gain is read, and it is compared again whether it is smaller than the expected value (step S306). As a result, if the detected value of the peak video level 209 is still smaller than the expected value (Y), the same processing is repeated to increase the electron multiplication gain by one unit (steps S305 to S308). .

これに対して、ある時点でピークの映像レベル２０９の検出値が期待値と等しいか、これよりも大きくなった場合には（ステップＳ３０６：Ｎ）、電子増倍ゲインのゲインシフトに対する調整が終了したことになる。そこで、この場合にはそのときの電子増倍ゲインをメモリ２１３の所定の領域に上書き保存して（ステップＳ３０９）、入力信号切替部２３１を元の被写体側に戻すことを指示し（ステップＳ３１０）、テストモードを終了させる（エンド）。   On the other hand, when the detected value of the peak video level 209 is equal to or larger than the expected value at a certain time (step S306: N), the adjustment for the gain shift of the electron multiplication gain is completed. It will be done. Therefore, in this case, the electronic multiplication gain at that time is overwritten and stored in a predetermined area of the memory 213 (step S309), and an instruction is given to return the input signal switching unit 231 to the original subject side (step S310). End test mode (end).

電子増倍ゲート駆動回路２１８は、次のテスト時まで、図８に示した電子増倍ゲート電極１２４に対して、メモリ２１３の領域に格納した電子増倍ゲインに基づいた電圧を印加することになる。このようにして経時変化による電子増倍ゲインの補正がテストごとに繰り返されて、電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３の特性が良好に保たれる。   The electron multiplication gate drive circuit 218 applies a voltage based on the electron multiplication gain stored in the area of the memory 213 to the electron multiplication gate electrode 124 shown in FIG. 8 until the next test. Become. In this way, the correction of the electron multiplication gain due to the change with time is repeated for each test, and the characteristics of the electron multiplication type CCD image pickup device 203 are kept good.

＜発明の変形可能性＞   <Deformability of invention>

以上説明した実施例では、電子増倍型ＣＣＤ撮像装置２００を使用しない時間帯にテストを行ってゲインシフトがあればこれを補正することにした。したがって、テストを行っている時間には電子増倍型ＣＣＤ撮像装置２００を用いて被写体の撮影を行うことができない。本発明の変形例では、ゲインシフトに対する補正を、電子増倍型ＣＣＤ撮像装置２００が被写体の撮影を行っている状態でも可能にするものである。   In the embodiment described above, a test is performed in a time zone when the electron multiplying CCD image pickup device 200 is not used, and if there is a gain shift, it is corrected. Accordingly, the subject cannot be photographed using the electron multiplying CCD image pickup device 200 during the test. In the modification of the present invention, the correction for the gain shift can be performed even when the electron multiplying CCD image pickup apparatus 200 is photographing a subject.

図４は、この変形例における画像の１フレームの割り振りを示したものである。図示しない被写体に対する１枚の画像としての１フレームの区間が、時刻ｔ0から時刻ｔ2までであるとする。動画の場合には、この１フレーム分の画像が、たとえば１秒間に３０回繰り返して電子増倍型ＣＣＤ撮像装置２００から出力されることになる。 FIG. 4 shows the allocation of one frame of an image in this modification. It is assumed that a section of one frame as one image for a subject (not shown) is from time t 0 to time t 2 . In the case of a moving image, the image for one frame is output from the electron multiplying CCD image pickup device 200 repeatedly, for example, 30 times per second.

この変形例では、時刻ｔ0から時刻ｔ1までを被写体の撮像区間としている。そして、被写体の撮像に影響しない時刻ｔ1から時刻ｔ2までをテスト区間に設定している。図４に示した例ではフレームの末端に近い区間をテスト区間としているが、図１に示した電子増倍型ＣＣＤ撮像装置２００の各フレームの先頭位置をテスト区間としてもよい。 In this modification, the imaging period of the subject is from time t 0 to time t 1 . Then, the test period is set from time t 1 to time t 2 that does not affect the imaging of the subject. In the example shown in FIG. 4, the section close to the end of the frame is used as the test section. However, the head position of each frame of the electron multiplying CCD image pickup apparatus 200 shown in FIG. 1 may be used as the test section.

図５は、電子増倍型ＣＣＤ撮像素子における入力信号の切り替え制御の様子を表わしたものである。図１と共に説明する。   FIG. 5 shows how input signals are switched in the electron multiplying CCD image sensor. This will be described with reference to FIG.

この変形例では、図１に示した電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３の入力信号切替部２３１を１フレームの先頭の信号電荷が通過する時刻を時刻ｔ0としており、そのたびに図示しない時計回路が時間の経過を測定するようになっている。そして、時刻ｔ0から計時して時刻ｔ1が到来すると（ステップＳ４０１：Ｙ）、主制御部２１１は切替信号２１７を電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３に送出して、入力信号切替部２３１をテスト側に切り替える（ステップＳ４０２）。 In this modification, a time t 0 is a time when the first signal charge of one frame passes through the input signal switching unit 231 of the electron multiplying CCD image pickup device 203 shown in FIG. 1, and a clock circuit (not shown) is shown each time. Is designed to measure the passage of time. Then, when time t 1 comes from time t 0 (step S401: Y), the main control unit 211 sends a switching signal 217 to the electron multiplying CCD image pickup device 203, and causes the input signal switching unit 231 to switch. Switch to the test side (step S402).

そして、時刻ｔ0から計時して時刻ｔ2が到来すると（ステップＳ４０３：Ｙ）、主制御部２１１は入力信号切替部２３１を再び被写体側に切り替える（ステップＳ４０４）。複数のフレームの画像を連続して撮影する場合には、フレームごとに時刻がリセットされて、以上の動作が繰り返されることになる。なお、ステップＳ４０１では時計回路で時間の経過の測定を行っているが、この代わりに、ブランキング信号の極性が撮像区間とそれ以外の区間で異なることを利用して、撮像区間とテスト区間の判別を行うようにしてもよい。 When the time t 2 comes in timed from the time t 0 (step S403: Y), the main controller 211 again switches the object side an input signal switching unit 231 (step S404). When images of a plurality of frames are continuously captured, the time is reset for each frame, and the above operation is repeated. In step S401, the time passage is measured by the clock circuit. Instead, the fact that the polarity of the blanking signal is different between the imaging section and the other sections is used instead. You may make it discriminate | determine.

図６は、この変形例における電子増倍型ＣＣＤ撮像素子の電子増倍ゲインの制御の様子を表わしたものである。図１と共に説明する。主制御部２１１は、入力信号切替部２３１（図２）がテスト側に制御されているかどうかをチェックする（ステップＳ４２１）。入力信号切替部２３１がテスト側に切り替えられている場合（ステップＳ４２１：Ｙ）、主制御部２１１は、電子増倍ゲインについての前回使用した電圧を、メモリ２１３の図示しない第１のメモリ領域から読み出す（ステップＳ４２２）。そして、電子増倍ゲート駆動回路２１８にこの電圧値を表わした電子増倍ゲイン制御信号２１５を送出して、図８に示した電子増倍ゲート電極１２４による電子増倍ゲインが前回と同じ値となるように電子増倍ゲート駆動回路２１８から電子増倍ゲート電圧印加信号２１９を出力させる（ステップＳ４２３）。   FIG. 6 shows how the electron multiplication gain of the electron multiplying CCD image pickup device in this modification is controlled. This will be described with reference to FIG. The main control unit 211 checks whether or not the input signal switching unit 231 (FIG. 2) is controlled by the test side (step S421). When the input signal switching unit 231 is switched to the test side (step S421: Y), the main control unit 211 uses the previously used voltage for the electron multiplication gain from the first memory area (not shown) of the memory 213. Read (step S422). Then, an electron multiplication gain control signal 215 representing this voltage value is sent to the electron multiplication gate drive circuit 218 so that the electron multiplication gain by the electron multiplication gate electrode 124 shown in FIG. The electron multiplication gate voltage application signal 219 is output from the electron multiplication gate drive circuit 218 so as to be (step S423).

この状態で、主制御部２１１はピークの映像レベル２０９の検出値を入力して判読する（ステップＳ４２４）。そして、この映像レベル２０９を前回のテスト時に調整が終了した調整済信号レベルの検出値と比較する（ステップＳ４２５）。この調整済信号レベルの検出値は、メモリ２１３の図示しない第２のメモリ領域に格納されている。調整済信号レベルの検出値は、工場出荷時に書き込んだ値でもよい。   In this state, the main controller 211 receives and interprets the detected value of the peak video level 209 (step S424). Then, the video level 209 is compared with the detected value of the adjusted signal level that has been adjusted at the previous test (step S425). The detected value of the adjusted signal level is stored in a second memory area (not shown) of the memory 213. The detected value of the adjusted signal level may be a value written at the time of factory shipment.

この結果、調整済信号レベルの検出値と今回検出した映像レベル２０９が同一範囲内とみなせる範囲内のものであれば（ステップＳ４２６：Ｙ）、電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３の経時変化が進行していないものとして、電子増倍ゲインの制御を終了させる（エンド）。   As a result, if the detected value of the adjusted signal level and the video level 209 detected this time are within the same range (step S426: Y), the time-dependent change of the electron multiplying CCD image sensor 203 proceeds. If not, the control of the electron multiplication gain is terminated (end).

ステップＳ４２６で映像レベル２０９が調整済信号レベルの検出値と同一範囲内ではないとされた場合には（Ｎ）、今回検出した映像レベル２０９の方が小さいかを判別する（ステップＳ４２７）。小さい場合には（Ｙ）、電子増倍ゲインのゲインシフトが生じていることになる。そこで、電子増倍ゲインを一単位だけアップして、メモリ２１３の第１の領域にこれを上書き保存すると共に、電子増倍ゲイン制御信号２１５によって電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３内の電子増倍ゲインを一単位だけアップした状態に設定する（ステップＳ４２８）。   If it is determined in step S426 that the video level 209 is not within the same range as the detected value of the adjusted signal level (N), it is determined whether the video level 209 detected this time is smaller (step S427). If it is smaller (Y), a gain shift of the electron multiplication gain has occurred. Therefore, the electron multiplication gain is increased by one unit, and is overwritten and stored in the first area of the memory 213. At the same time, the electron multiplication gain in the electron multiplication type CCD image pickup device 203 is determined by the electron multiplication gain control signal 215. The gain is set up by one unit (step S428).

そして入力信号切替部２３１がテスト側に制御されているかどうかをチェックして、テスト側のままとなっていれば（ステップＳ４２９：Ｙ）、ステップＳ４２４に戻って電子増倍ゲインを一単位だけアップした状態における映像レベル２０９の検出値を入力して判読する。そして、第２のメモリ領域に格納されている調整済信号レベルの検出値と比較して（ステップＳ４２５）、大小関係を判別する（ステップＳ４２６、ステップＳ４２７）。   Then, it is checked whether or not the input signal switching unit 231 is controlled by the test side, and if it remains on the test side (step S429: Y), the process returns to step S424 to increase the electron multiplication gain by one unit. In this state, the detected value of the video level 209 is input and interpreted. Then, it is compared with the detected value of the adjusted signal level stored in the second memory area (step S425), and the magnitude relation is determined (step S426, step S427).

このようにして、入力信号切替部がテスト側を選択している間、電子増倍ゲインが一単位ずつアップしていく。そして、ある時点で映像レベル２０９が前回の信号レベルと同一の範囲内となれば（ステップＳ４２６：Ｙ）、電子増倍ゲインの制御が終了する（エンド）。   In this way, while the input signal switching unit selects the test side, the electron multiplication gain increases by one unit. If the video level 209 falls within the same range as the previous signal level at a certain time (step S426: Y), the control of the electron multiplication gain is ended (END).

一方、ステップＳ４２７で映像レベル２０９が調整済信号レベルの検出値よりも大きいとされた場合には（Ｎ）、電子増倍ゲインのゲインシフト以外の何らかの原因で電子増倍ゲインが大きくなっていることになる。このような場合には（ステップＳ４２７：Ｎ）、電子増倍ゲインを一単位ダウンして、メモリ２１３の第２の領域にこれを上書き保存すると共に、電子増倍ゲイン制御信号２１５によって電子増倍型ＣＣＤ撮像素子２０３内の電子増倍ゲインを一単位だけダウンした状態に設定する（ステップＳ４３０）。   On the other hand, if it is determined in step S427 that the video level 209 is higher than the detected value of the adjusted signal level (N), the electron multiplication gain is increased for some reason other than the gain shift of the electron multiplication gain. It will be. In such a case (step S427: N), the electron multiplication gain is reduced by one unit and overwritten and saved in the second area of the memory 213, and the electron multiplication gain control signal 215 is used for electron multiplication. The electron multiplication gain in the CCD image sensor 203 is set to a state where it is lowered by one unit (step S430).

そして入力信号切替部２３１がテスト側に制御されているかどうかをチェックして、テスト側のままとなっていれば（ステップＳ４２９：Ｙ）、ステップＳ４２４に戻ってこの電子増倍ゲインを一単位だけダウンした状態における映像レベル２０９の検出値を入力して判読する。そして、第２のメモリ領域に格納されている調整済信号レベルの検出値と比較して（ステップＳ４２５）、大小関係を判別することになる（ステップＳ４２６、ステップＳ４２７）。   Then, it is checked whether or not the input signal switching unit 231 is controlled on the test side. If the input signal switching unit 231 is still on the test side (step S429: Y), the process returns to step S424 and the electron multiplication gain is set by one unit. The detection value of the video level 209 in the down state is input and interpreted. Then, it is compared with the detected value of the adjusted signal level stored in the second memory area (step S425), and the magnitude relationship is determined (step S426, step S427).

このようにして、入力信号切替部がテスト側を選択している間、電子増倍ゲインが一単位ずつダウンしていく。そして、ある時点で映像レベル２０９が調整済信号レベルの検出値と同一の範囲内となれば（ステップＳ４２６：Ｙ）、電子増倍ゲインの制御が終了する（エンド）。このような制御で、たとえばノイズの影響によって、図８に示した電子増倍ゲート電極１２４による電子増倍ゲインが過大になっていたとしても、これを適正値に補正することができる。   In this way, while the input signal switching unit selects the test side, the electron multiplication gain decreases by one unit. When the video level 209 falls within the same range as the detected value of the adjusted signal level at a certain time (step S426: Y), the control of the electron multiplication gain is ended (end). With such control, even if the electron multiplication gain by the electron multiplication gate electrode 124 shown in FIG. 8 is excessive due to, for example, noise, this can be corrected to an appropriate value.

最後に、ステップＳ４２１で入力信号切替部２３１がテスト側に制御されていないと判別された場合を説明する（Ｎ）。この場合には、メモリ２１３の前記領域に上書きされている最新の電子増倍ゲインを用いて、通常の撮影が行われることになる（ステップＳ４３１）。   Finally, the case where it is determined in step S421 that the input signal switching unit 231 is not controlled to the test side will be described (N). In this case, normal shooting is performed using the latest electron multiplication gain overwritten in the area of the memory 213 (step S431).

このように本発明の変形例によれば、被写体の撮影を行っていない区間を利用して、電子増倍ゲインのテストとその補正が行われる。したがって、撮影を一時的に中断して電子増倍ゲインのテストや適正値への補正処理を行う必要がない。また、主制御部２１１はメモリ２１３の第２の領域に格納されている調整済信号レベルの検出値とテスト時の映像レベル２０９の検出値をそのまま比較する。したがって、期待値を演算する処理が不要である。   As described above, according to the modification of the present invention, the electron multiplication gain test and the correction thereof are performed using the section in which the subject is not photographed. Therefore, it is not necessary to temporarily stop photographing and perform an electron multiplication gain test or a correction process to an appropriate value. Further, the main control unit 211 compares the detected value of the adjusted signal level stored in the second area of the memory 213 with the detected value of the video level 209 during the test. Therefore, processing for calculating the expected value is unnecessary.

なお、実施例では電子増倍型ＣＣＤ撮像装置について説明したが、各種の光電変換手段による電子増倍型撮像装置に同様に本発明を適用することができることは当然である。また、インパクト・イオン化現象により電子を増倍する増倍手段の具体的な構成は、図８に限られるものではない。たとえば、水平転送ゲート電極の段数は、図示の２段に限定されるものではない。   In the embodiment, the electron multiplying CCD image pickup device has been described. However, it is natural that the present invention can be similarly applied to an electron multiplying image pickup device using various photoelectric conversion means. Further, the specific configuration of the multiplication means for multiplying the electrons by the impact ionization phenomenon is not limited to FIG. For example, the number of horizontal transfer gate electrodes is not limited to the two shown.

本発明の一実施例における電子増倍型ＣＣＤ撮像装置の構成を表わした概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of an electron multiplying CCD image pickup device according to an embodiment of the present invention. 本実施例の電子増倍型ＣＣＤ撮像素子を原理的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed in principle the electron multiplication type CCD image sensor of the present Example. 本実施例の電子増倍型ＣＣＤ撮像装置の制御内容を示した流れ図である。It is the flowchart which showed the control content of the electron multiplication type CCD imaging device of a present Example. 本発明の変形例における画像の１フレームの割り振りを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed allocation of 1 frame of the image in the modification of this invention. この変形例の電子増倍型ＣＣＤ撮像素子における入力信号の切り替え制御の様子を表わした流れ図である。It is a flowchart showing the mode of switching control of the input signal in the electron multiplying CCD image pickup device of this modification. この変形例における電子増倍型ＣＣＤ撮像素子の電子増倍ゲインの制御の様子を表わした流れ図である。It is a flowchart showing the mode of control of the electron multiplication gain of the electron multiplication type CCD image sensor in this modification. 電子増倍型ＣＣＤ撮像素子の一例を示した原理図である。It is a principle figure showing an example of an electron multiplication type CCD image sensor. 図７に示した電子増倍ＣＣＤレジスタの電荷の転送と増倍の様子を表わした説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state of charge transfer and multiplication of the electron multiplication CCD register shown in FIG. 7. 電子増倍型ＣＣＤ撮像素子の電子増幅ゲート電圧と電子増幅ゲインの関係を表わした特性図である。It is a characteristic view showing the relationship between the electronic amplification gate voltage and the electronic amplification gain of the electron multiplying CCD image pickup device.

符号の説明Explanation of symbols

１０１ フォトダイオード
１０２ 垂直ＣＣＤレジスタ
１０３ 撮像領域
１０４ 蓄積領域
１０５ 水平ＣＣＤレジスタ
１０６ 電子増倍ＣＣＤレジスタ
２００ 電子増倍型ＣＣＤ撮像装置
２０１ 光学レンズ
２０３ 電子増倍型ＣＣＤ撮像素子
２０８ 映像レベル検出部
２１１ 主制御部
２１２ ＣＰＵ
２１３ メモリ
２１８ 電子増倍ゲート駆動回路
２２２ テスト信号発生回路
２３１ 入力信号切替部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Photodiode 102 Vertical CCD register 103 Image pick-up area 104 Storage area 105 Horizontal CCD register 106 Electron multiplying CCD register 200 Electron multiplying CCD image pick-up device 201 Optical lens 203 Electron multiplying CCD image pick-up element 208 Image | video level detection part 211 Main control Unit 212 CPU
213 Memory 218 Electron multiplication gate drive circuit 222 Test signal generation circuit 231 Input signal switching unit

Claims (3)

光電変換素子を備えた撮像手段と、この撮像手段の光電変換素子から出力される信号電荷を転送する電荷転送部と、この電荷転送部により転送される信号電荷にゲート電極から電界を印加してインパクト・イオン化現象により電子を増倍する電子増倍部を備え、この電子増倍部を構成する電子増倍ゲート電極に印加する電圧を調整することにより所望の電子増倍ゲインを得る電子増倍型撮像装置において、
前記電子増倍ゲート電極に印加する電圧に対応する電子増倍ゲインを記憶する電子増倍ゲイン記憶部と、
前記電荷転送部が前記信号電荷を転送する周期よりも十分長く前記電子増倍型撮像装置の電子増倍ゲインが経時変化を生じさせる可能性のある予め定めた所定の日時が到来するたびにテストを行うテストモードに移行する指示を行う時計回路部と、
この時計回路部がテストモードに移行する指示を行うたびに前記電子増倍部に対してテスト用に設定された基準レベルのテスト信号を供給するテスト信号供給部と、
前記電子増倍部により電子が増倍されたテスト信号のレベルと予め求めた期待値レベルとを比較し、前記テスト信号レベルが前記期待値レベルと等しいか大きくなるまで、前記電子増倍ゲート電極に印加する電圧に対応する前記電子増倍ゲインを１単位ずつアップさせて調整する制御部と、
この制御部による調整後の電子増倍ゲインを前記電子増倍ゲイン記憶部に上書きする電子増倍ゲイン更新部
とを具備することを特徴とする電子増倍型撮像装置。 An image pickup unit including a photoelectric conversion element, a charge transfer unit that transfers a signal charge output from the photoelectric conversion element of the image pickup unit, and an electric field applied from the gate electrode to the signal charge transferred by the charge transfer unit Electron multiplier that has an electron multiplier that multiplies electrons by impact ionization phenomenon, and obtains the desired electron multiplier gain by adjusting the voltage applied to the electron multiplier gate electrode that constitutes this electron multiplier Type imaging device,
An electron multiplication gain storage unit which stores the electron multiplication gain corresponding to the voltage applied to the electron multiplication gate electrode,
Test every time a predetermined date and time arrives at which the electron multiplying gain of the electron multiplying imaging device may cause a change over time sufficiently longer than the period in which the charge transfer unit transfers the signal charge. A clock circuit unit for giving an instruction to shift to a test mode, and
A test signal supply unit that supplies a test signal of a reference level set for testing to the electron multiplier each time the clock circuit unit instructs to shift to a test mode;
The level of the test signal in which electrons are multiplied by the electron multiplier is compared with an expected value level obtained in advance, and the electron multiplier gate electrode is increased until the test signal level is equal to or greater than the expected value level. A control unit that adjusts the electron multiplication gain corresponding to the voltage applied to the voltage by increasing by one unit;
An electron multiplying type imaging apparatus comprising: an electron multiplying gain updating unit that overwrites the electron multiplying gain adjusted by the control unit in the electron multiplying gain storage unit. 前記電子増倍部の前段に設けられ、前記電子増倍部における電子増倍の対象となる信号を、前記電荷転送部から出力された信号と前記テスト信号供給部から出力されたテスト信号の内のいずれかから選択する信号選択部とを備えることを特徴とする請求項１記載の電子増倍型撮像装置。A signal provided in the preceding stage of the electron multiplying unit and subject to electron multiplication in the electron multiplying unit includes a signal output from the charge transfer unit and a test signal output from the test signal supplying unit. The electron multiplier type imaging device according to claim 1, further comprising: a signal selection unit that selects from any of the above. 前記撮像装置は、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）型の固体撮像装置であることを特徴とする請求項１記載の電子増倍型撮像装置。2. The electron multiplying imaging device according to claim 1, wherein the imaging device is a CCD (Charged Coupled Device) type solid-state imaging device.
JP2007070776A 2007-03-19 2007-03-19 Electron multiplier type imaging device Active JP5290530B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007070776A JP5290530B2 (en) 2007-03-19 2007-03-19 Electron multiplier type imaging device
US12/050,303 US7579575B2 (en) 2007-03-19 2008-03-18 Electron multiplying solid-state image pickup apparatus, method and computer program product for adjusting electron multiplying gain

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007070776A JP5290530B2 (en) 2007-03-19 2007-03-19 Electron multiplier type imaging device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2008236176A JP2008236176A (en) 2008-10-02
JP2008236176A5 JP2008236176A5 (en) 2010-07-29
JP5290530B2 true JP5290530B2 (en) 2013-09-18

Family

ID=39773742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007070776A Active JP5290530B2 (en) 2007-03-19 2007-03-19 Electron multiplier type imaging device

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7579575B2 (en)
JP (1) JP5290530B2 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7948536B2 (en) * 2008-05-29 2011-05-24 Sri International Gain matching for electron multiplication imager
JP5335459B2 (en) * 2009-01-30 2013-11-06 浜松ホトニクス株式会社 Solid-state image sensor with built-in electron multiplication function
JP5237844B2 (en) 2009-01-30 2013-07-17 浜松ホトニクス株式会社 Solid-state imaging device
JP2010200089A (en) * 2009-02-26 2010-09-09 Mitsubishi Electric Corp Imaging apparatus
JP5191947B2 (en) * 2009-05-18 2013-05-08 富士フイルム株式会社 Imaging device
US8735818B2 (en) 2010-03-31 2014-05-27 Thermo Finnigan Llc Discrete dynode detector with dynamic gain control
JP2011243781A (en) 2010-05-19 2011-12-01 Hamamatsu Photonics Kk Quantum cascade laser
US8773564B2 (en) 2010-12-14 2014-07-08 Truesense Imaging, Inc. Image sensor with charge multiplication
US8479374B2 (en) 2010-12-14 2013-07-09 Truesense Imaging, Inc. Method of producing an image sensor having multiple output channels
US8643758B2 (en) * 2010-12-20 2014-02-04 Omnivision Technologies, Inc. Method for processing an image captured by an image sensor having a charge multiplication output channel and a charge sensing output channel
US8601674B2 (en) 2010-12-20 2013-12-10 Omnivision Technologies, Inc. Method for producing an image sensor with charge multiplication output channel and charge sensing output channel
US9930276B2 (en) * 2016-01-14 2018-03-27 Semiconductor Components Industries, Llc Methods for clocking an image sensor
CN111093071A (en) * 2019-12-16 2020-05-01 北京空间机电研究所 Calibration method for EMCCD electron multiplication gain
CN111988546B (en) * 2020-09-15 2023-03-31 哈尔滨工程大学 Method for measuring multiplication gain and readout noise of multiplication CCD

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3221103B2 (en) * 1992-10-13 2001-10-22 ソニー株式会社 Solid-state imaging device
JP2819980B2 (en) 1993-02-08 1998-11-05 日本電気株式会社 Signal generator for CCD camera signal processing circuit test
JP3785520B2 (en) * 1997-03-19 2006-06-14 コニカミノルタホールディングス株式会社 Electronic camera
JP3744160B2 (en) * 1997-12-04 2006-02-08 日本ビクター株式会社 Video signal processing method and video signal processing apparatus
JP4173575B2 (en) * 1998-01-16 2008-10-29 浜松ホトニクス株式会社 Imaging device
JP3592147B2 (en) * 1998-08-20 2004-11-24 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device
JP4269431B2 (en) * 1999-09-24 2009-05-27 ソニー株式会社 Solid-state imaging device, driving method thereof, and image input device
JP2003009000A (en) * 2001-06-21 2003-01-10 Fuji Photo Film Co Ltd Image pickup device
JP2003324502A (en) 2002-05-01 2003-11-14 Nippon Telegraph & Telephone West Corp Communications equipment for analog line
GB0501149D0 (en) 2005-01-20 2005-02-23 Andor Technology Plc Automatic calibration of electron multiplying CCds
JP4663448B2 (en) * 2005-08-24 2011-04-06 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 Endoscope signal processing apparatus and electronic endoscope apparatus operating method
JP4835836B2 (en) 2006-03-30 2011-12-14 日本電気株式会社 Electron multiplication gain calibration mechanism and electron multiplication gain calibration method

Also Published As

Publication number Publication date
US20080230680A1 (en) 2008-09-25
JP2008236176A (en) 2008-10-02
US7579575B2 (en) 2009-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5290530B2 (en) Electron multiplier type imaging device
US20120273657A1 (en) Imaging device and driving method for solid-state image sensor
US8345112B2 (en) Image pickup apparatus, image capturing system, method for driving image pickup apparatus
CN102685375B (en) Image capturing apparatus and control method thereof
CN102714700B (en) Image pickup apparatus including image pickup element provided with charge holding portion and control method
US10110842B2 (en) Image capturing apparatus, control method thereof and storage medium
JP2008124527A (en) Solid-state imaging device and imaging apparatus
JP4834345B2 (en) IMAGING DEVICE, ITS CONTROL METHOD, PROGRAM, AND STORAGE MEDIUM
GB2329959A (en) Active pixel sensor with electronic shutter
JP2007300368A (en) Solid-state imaging device
US7880781B2 (en) Solid-state image pickup apparatus multiplying signal charges depending on imaging circumstances
US20100066885A1 (en) Imaging-device driving unit and imaging apparatus
CN104469187A (en) Solid-state imaging device and camera
JP2009164892A (en) Image processing apparatus, control method, and program
US20050117041A1 (en) Solid-state image-taking apparatus, solid-state image-taking system, and apparatus and method for driving the solid-state image-taking apparatus
JP2011087050A (en) Digital camera
JP2010016630A (en) Imaging apparatus
JP2008118293A (en) Imaging apparatus and method
US7598994B2 (en) Image pickup apparatus and image pickup method
JP4757223B2 (en) Imaging apparatus and control method thereof
US7084915B1 (en) Apparatus for driving an image device
JP4991435B2 (en) Imaging device
US8953068B2 (en) Imaging device
JP2013027022A (en) Imaging apparatus and timing signal control method
JP2009141558A (en) Ccd solid-state imaging element, imaging apparatus, and driving method of ccd solid-state imaging element

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100302

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100616

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120227

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120327

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120627

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20120705

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120724

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120904

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20120921

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20121016

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130606

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5290530

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150